杨泗港大桥S4联连续箱梁桥结构设计毕业论文
2021-07-13 12:07
摘 要
连续梁桥在我们的工程实际以及生活当中比较常见，这种中规中矩的桥梁形式拥有多种比其他的桥型优越的性质，比如抗裂强度和抗弯强度，抗弯刚度，截面抗裂性能，并且这种优良的桥型拥有一大批优越的设计者和施工技术人员。无论是建桥过程中的施工还是设计，都需要充分考虑不同的影响因素。
本次毕业设计的桥梁的跨度是（35 60 35）m，由总跨度布置和边中跨比可以看出，需要采用变梁高的截面，采用的是预应力混凝土连续梁桥设计，梁高由2m~4m变化。桥宽17.5m，桥面布置形式具体情况为：0.5m防撞墙 7.5m机动车道 1.5m隔离带 7.5m机动车道 0.5m防撞墙。荷载等级为公路I级。梁横截面采用单箱双室截面，设计的主梁采用满堂支架的现浇施工方法。结构计算主要采用Midas软件来进行。
本次毕业设计的主要条件为：上部结构为C50预应力混凝土箱梁，墩柱盖梁为C30现浇钢筋混凝土，地下水及地表水对钢筋混凝土结构中钢筋无腐蚀性，地震按动峰值加速度0.05g进行设防，其它需要的由自己拟定从而完成参数的补全。
关键词：迈达斯建模、连续箱梁桥、预应力、满堂支架、有限元
Abstract
Continuous beam bridge in the actual engineering and life more common, the preppy bridge form has many superior to other type of nature, for example crack resistance and bending strength, flexural rigidity, section crack resistance performance, and the excellent bridge has a large number of excellent designers and construction personnel. Whether it is in the process of bridge construction or design, need to fully consider the different influence factors.
The graduation design of the bridge span is (35 60 35) m, the span and the side cross ratio can be seen, requires the use of variable section of the beam height, the is design of prestressed concrete continuous girder bridge, the beam from the 2m~4m changes Bridge width 17.5m, the specific situation of the bridge deck layout: 0.5m anti collision 7.5m motor vehicle lanes 1.5m isolation with 7.5m motor vehicle lane 0.5m. Load grade for highway I class. The beam cross section by section of single box double room, the design of the main girder using cast-in-place construction method of full framing. The structure calculation mainly uses the Midas software to carry on.
The graduation design of the main conditions for upper structure for C50 prestressed concrete box girder, pier capping beam for the C30 reinforced concrete cast-in-situ, groundwater and surface water of steel bar in reinforced concrete structure without corrosive, Earthquake Press peak acceleration 0.05g of fortification, the other by oneself develop and then complete the parameters of completion.
Key words : Midas modeling, continuous box girder bridges, prestressed, full support, finite element
目录
第1章 绪 论 1
1.1 概述 1
1.2 毕业设计的目的与意义 2
第2章 桥梁的初步设计 3
2.1 桥梁线形布置 3
2.2 技术标准与设计规范 3
2.3 技术指标 3
2.4 主要材料 4
2.4.1 混凝土 4
2.4.2 预应力钢筋 4
2.4.3 普通钢筋 4
2.5 结构尺寸的设计 4
2.5.1 梁高的初步确定 4
2.5.2 截面类型的确定 4
2.5.3 截面细部尺寸的选择 4
2.5.4 施工方法的选择 7
第3章 Midas建模过程 8
3.1 Midas建模过程 8
3.1.1 设定操作环境 8
3.1.2 定义材料 8
3.1.3 定义时间依存材料特性 9
3.1.4 建立节点和单元 10
3.1.5 定义一般截面 10
3.1.6 定义变截面和变截面组 11
3.1.7 定义结构组 11
3.1.8 定义边界条件以及边界组 12
3.1.9 定义荷载组 12
3.1.10 静力荷载工况的定义 12
3.1.11 移动荷载工况的定义 14
3.1.12 定义预应力钢束特性及张拉预应力钢筋 15
3.1.13 施工阶段定义与分析 17
3.2 Midas分析过程 18
3.2.1 生成荷载组合 18
3.2.2 模型结果内力图 19
3.2.3 进行PSC设计 22
第4章 主梁内力计算结果 23
4.1 一期恒载内力计算 23
4.2 二期恒载内力计算 23
4.3 汽车荷载作用效应计算 24
4.3.1 冲击系数和折减系数 24
4.3.2 汽车活载效应计算 26
4.4 基础沉降计算 31
4.4.1 支座沉降效应弯矩计算 31
4.4.2 支座沉降效应剪力计算 31
4.5 内力组合 32
4.5.1 按承载能力极限状态设计 32
4.5.2 按正常使用极限状态设计 32
第5章 预应力钢束的估算及布置 34
5.1 钢束估算 34
5.2 钢束布置 37
5.2.1 钢束布置构造要求 37
5.2.2 钢束布置原则 38
5.2.3 钢束起弯角和线型的确定 38
5.3 主梁截面及截面几何特性 41
第6章 非预应力钢筋的估算与布置 42
6.1 纵向钢筋 42
6.2 箍筋计算 42
第7章 预应力损失计算结果 43
7.1 基本理论 43
7.2 预应力损失计算方法 43
7.2.1 预应力钢筋与管道之间摩擦引起的应力损失σl1 43
7.2.2 后张法锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失σl2 43
7.2.3 后张法由混凝土弹性压缩引起的应力损失σl4 44
7.2.4 后张法由钢筋松弛引起的预应力损失终极值σl5 45
7.2.5 后张法由混凝土收缩、徐变引起的预应力损失σl6 45
7.3 钢束的预应力损失 46
第8章 Midas验算结果 52
8.1 使用阶段正截面抗弯验算 52
8.2 使用阶段斜截面抗剪验算 54
8.3 使用阶段正截面抗裂验算 56
8.4 使用阶段正截面压应力验算 58
第9章 横隔梁的设计与验算 60
9.1 横隔梁计算模型 60
9.2 计算荷载 60
9.2.1 中支点横隔梁荷载计算 61
9.2.2 边支点横隔梁荷载计算 61
9.3 计算结果 61
9.3.1 中支点横隔梁计算结果 61
9.3.2 边支点横隔梁计算结果 62
第10章 梁端锚固区局部承压验算 63
10.1 局部承压区尺寸要求 63
10.2 局部抗压承载力计算 64
第11章 盖梁的设计与验算 66
11.1 盖梁内力计算 66
11.2 配筋计算 67
11.2.1 弯矩作用下正截面配筋计算 67
11.2.2 剪力作用时配筋计算 67
11.3 抗裂验算 68
第12章 墩柱的设计与验算 69
12.1 荷载计算 69
12.1.1 作用于墩柱顶外力 69
12.1.2 作用于墩柱底外力 69
12.2 截面配筋计算 69
12.3 应力验算 70
第13章 桩基的设计与验算 72
13.1 荷载计算 72
13.2 桩长计算 72
13.3 桩的内力及位移计算 73
13.3.1 桩的计算宽度 73
13.3.2 桩的变形系数 73
13.3.3 桩墩柱顶上外力及最大冲刷线处（地面处）桩上外力 74
13.3.4 最大冲刷线以下深度z处桩截面上的弯矩及水平压应力 74
13.3.5 桩顶纵向水平位移验算 76
13.4 桩基配筋计算及桩身材料截面强度验算 77
参考文献 81
致 谢 82
绪 论
概述
众所周知连续梁作为一种与简支梁和悬臂梁不同的结构体系，恒载情况下的弯矩图如果呈现在我们的面前，不难发现，连续梁就会出现一种能够减小跨中位置出现的正弯矩的现象，原因是支点处有负弯矩给予的卸载作用，这种效果和同跨悬臂梁的弯矩情况差别不是特别的大；然而，如果是另外一种情况——活载的作用情况，那就不太一样。连续的主梁形式对跨中位置的正弯矩有一定的分担作用，因此这样看来悬臂形式的梁桥是处于劣势的。综上所述，连续形式的梁桥性能比其他的桥型要好的多。
随着当今社会的不断发展，以及施工方法的不断进步，就目前市场上存在的施工工艺来说，针对连续梁桥的方法可以说是鳞次栉比，除了最原始的满堂支架法现浇的施工方法，还有更多的为了地形地貌等因素产生的困难而诞生的施工方法，如悬臂方法之中的现浇法施工，悬臂方法中的拼装施工，利用千斤顶顶推法等。不过，使得连续梁桥具有独树一帜的选择性的效果的原因还有预应力这个工程界的宠儿的使用，如果把他们的综合有也U型都完美地运用好，那么在跨径为30m~100m的范围内，连续梁桥绝对是设计师们的首选。
箱梁作为桥梁的一种典型的截面形式，在目前桥梁工程中被广泛使用，我国已拥有越来越多的预应力混凝土箱形梁桥。这是因为箱型截面有多种优点：
